La superfluidité — cet état dans lequel la matière s'écoule sans frottement — est longtemps restée insaisissable dans les condensats de Bose-Einstein d'excitons neutres. Contrairement aux supraconducteurs, où le champ magnétique est expulsé par l'effet Meissner, ici, c'est la voix même du liquide quantique qui est devenue le signe : la vitesse du son.

Le mode collectif d'Anderson-Bogolioubov est l'analogue quantique d'une note de musique qui naît lorsque les particules commencent à se mouvoir à l'unisson. Dans la phase ordonnée, cette note est pure et rapide ; lorsque l'ordre se brise, elle se tait brusquement. C'est précisément cette rupture que prédit la théorie de la transition de Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) : les paires de vortex, tels des rebelles dans un chœur, détruisent la cohérence de phase, et la mélodie quantique s'interrompt en plein milieu.

Les auteurs ont utilisé l'outillage de la théorie quantique des champs, remontant aux travaux de Richard Feynman, pour calculer l'intégrale fonctionnelle de dimension finie dans un système à longue portée. Les équations de renormalisation de Kosterlitz-Thouless ont pris en compte la danse des fluctuations de vortex, et la résolution numérique de l'équation de Gross-Pitaevskii avec interaction dipolaire a révélé la structure du cœur du vortex. Ainsi, pour la première fois, tout le chemin du zéro absolu à la température critique a été modélisé de manière auto-cohérente.

Le résultat clé : la vitesse du son \(c_s(T)\) chute à zéro par un saut à la température de transition BKT, et cette chute s'étend sur une plage de degrés, et non de millikelvins comme dans les supraconducteurs faiblement couplés. Pour le graphène bicouche avec une masse effective de \(0.045 m_e\) et une permittivité diélectrique \(\varepsilon = 3\), une température critique d'environ \(10\) K est prédite. Cela ouvre la voie à une vérification directe par des méthodes de spectroscopie de Bragg ou d'interférométrie.

Au-delà du diagnostic, ce travail éclaire la nature de la phase pseudogap, que John Bardeen associait aux fluctuations de phase bien avant la découverte des supraconducteurs à haute température. Si la vitesse du son saute réellement à zéro, nous obtenons non seulement un marqueur, mais une clé pour contrôler les vortex quantiques — peut-être une superfluidité contrôlable électriquement, dont Lev Landau parlait déjà. Et une touche supplémentaire : dans ce vide acoustique se cache peut-être un « écho » des défauts topologiques — comme les fissures dans le verre gardent la mémoire des surtensions. N'est-ce pas ce silence qui nous dira ce que nous n'entendons pas encore ?